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5 试验过程
用L9(34)正交试验法确定镀液中[Pb2+]、游离[HBF4]、游离[H3BO3]及工艺参数DK的最佳值。
5.1 试验条件
阳极组成：PbSn10；
温度：20~25℃；
电源：三相全波硅整流器；
试片几何尺寸：100×50×4；
试片衬里(即被镀基体)的组成：CuPb22Sn2；
试片衬里的表面粗糙度：Ra0.4。
固定成分含量。
Sn 2+：15g/ι；Cu：5g/ι；稳定剂：5g/ι；添加剂：2g/ι；
表1 列号、因子对照表
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L9(3< 1 2 3 5
sup>4)列号
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因子 A B C D
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表2 因子、水平表
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水平/数 游离氟硼 铅离子 游离硼酸 阴极电流
据/因子 酸[HBF [H3 密度(DK)
ub>4] BO
3 sub>]
A B C D
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1 75g/ι 250g/ι 25g/ι 4A/dm2
2 150g/ι 150g/ι 35g/ι 3A/dm2
3 300g/ι 80g/ι 15g/ι 2A/dm2
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5.2 因子及其水平
游离氟硼酸(HBF4)的浓度(A)：A1=70g/ι；A2=150g/ι；A3=300g/ι。
铅离子(Pb2+)的浓度(B)：B1=250g/ι；B2=150g/ι；B3=80g/ι。
游离硼酸(H3BO3)的浓度(C)：C1=25G/ι；C2=35g/ι；C3=15g/ι。
阳极电淳密度(DK)(D)：D1=4A/dm2；D2=3A/dm2；D3=2A/dm2。
5.3 试验过程及其结果评价
在认真、仔细地准备之后，按正交试验方案(见表3)精心组织九次试验，对试验结果进行了评价。
表3 正交试验方案及其结果分析表L9(34)
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试验号/水 1 2 3 4 试验结果评分
平/列号
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1 1 1 1 1 100
2 1 2 2 2 100
3 1 3 3 3 95
4 2 1 2 3 80
5 2 2 3 1 65
6 2 3 1 2 70
7 3 1 3 2 45
8 3 2 1 3 50
9 3 3 2 1 30
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K1 295 225 220 195
K2 215 215 210 215
K3 125 195 205 225
R 56.6 10.0 5.0 10.0
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在表3中，K1分别为各列中第1 水平得分的总和；K2分别为各列中第2水平得分的总和；K3分别为各列中第3水平得分的总和。
R=(Kmax — Kmin)/3。
四个因子对轴瓦减摩镀层质量影响的大小顺序是A＞B=D＞C。即游离氟硼酸的浓度影响最大，铅离子的浓度及阴极电流密度的影响次之，游离硼酸的浓度影响最小。
现在分析各因子中的每一水平对轴瓦减摩镀层质量的影响情况。
在A中：K1＞K2＞K3，第1水平最好。
在B中：K1＞K2＞K3，第1水平最好。
在C中：K1＞K2＞K3，第1水平最好。
在D中：K3＞K2＞K1，第3水平最好。
通过上述分析，得出最佳组合条件为A1B1C1D3。即由正交试验法得出的最佳电镀条件为
HBF4(游离)： 70g/ι；
Pb2+： 250g/ι；
H3BO3(游离)： 25g/ι；
DK： 2A/dm2。
在实际生产中，考虑到槽液的导电性及带出损失等因素，把游离氟硼酸的浓度及铅离子的浓度进行适当调整，前者适当调高，后者适当调低。从表3还可以看出，DK在2~3A/dm2的范围之内时，镀层质量差别不大，考虑到生产进度，因此将它确定在适宜的范围之内。当气温降低时，游离硼酸易析出结晶，因此将其浓度考虑得略低些。
经充分权衡多方面的因素，把轴瓦电镀三元合金减摩层的工艺进行了如下改进。
Pb2+(以Pb(BF4)2的形式加入)：150~200g/ι；
Sn2+(以Sn(BF4)2的形式加入)：10~20g/ι；
Cu2+(以Cu(BF4)2的形式加入)：3~6g/ι；
HBF4(游离)：70~120g/ι；
H3BO3(游离)：20~25g/ι；
稳定剂：3~10g/ι；
添加剂：0.5~5g/ι；
温度(T)：15~35℃；
阴极电流密度(DK)：2~2.8A/dm2；
时间(t)：15~35min；
镀层厚度(δ)：15~30μm；
阳极组成：PbSn9~11；
阳极面积与阴极面积之比：2。
6 效果
改进后的工艺经历了多年的生产运行考验。其结果是镀层结晶致密、光滑，消除了气流条纹、针孔、凹坑、结瘤、粗糙等缺陷。轴瓦产品的废话品损失率由原来的0.5%左右下降到现在的0.1%以下；一次交检合格品率由原来的90%左右上升到现在的99%以上。可见轴瓦电镀产品质量有了显著提高。
以前，每个阳极位置只能电镀一副轴瓦，DK开中、下限还时有镀层粗糙、条纹等缺陷发生。改进工艺后，每个阳极位置可电镀2~4副轴瓦，阴极电流密度比原来提高近50%，并且镀层结晶仍很致密。改进后的工艺提高工效2~4倍。
我厂轴瓦定货量逐年上升，产量逐年增高，目前年产值已达一千多万元。近十年来产生直接经济效益数千万元。同时还为主机厂更新换代的主机及进口主机的国产化提供了相当数量的高质量的轴瓦配件。近年来，我厂部分轴瓦产品已打入国际市场，具有一定数量的出口。这一切都与轴瓦电镀质量的提高有着直接的关系。
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